Le trasformazioni fisiche della
materia
1. Gli stati fisici della materia
2. I sistemi omogenei e i sistemi eterogenei
3. Le sostanze pure e i miscugli
4. I passaggi di stato
5. I principali metodi di separazione di miscugli e
sostanze
1. Gli stati fisici della materia
•Un sistema è una
porzione delimitata di
materia.
1. Gli stati fisici della materia
•La materia può esistere in tre stati fisici, detti
stati di aggregazione della materia
– stato solido;
– stato liquido;
– stato aeriforme.
1. Gli stati fisici della materia
Da Valitutti,Tifi, Gentile, Esploriamo la chimica © Zanichelli editore 2010
1. Gli stati fisici della materia
•Le proprietà caratteristiche dei tre stati di
aggregazione della materia
Solido
Liquido
Aeriforme
Volume
proprio
proprio
occupano tutto il
volume disponibile
Forma
propria
assume
forma del
recipiente
assume la forma del
recipiente
Densità
alta
media
bassa
Effetto della incomprimi incomprimi
pressione
bili
bili
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incomprimibili
2. I sistemi omogenei e i sistemi
eterogenei
•Si dice fase una porzione di materia fisicamente
distinguibile e delimitata che ha proprietà
intensive uniformi.
•Un sistema costituito da una sola fase è detto
omogeneo.
•Un sistema costituito da due o più fasi è detto
eterogeneo.
2. I sistemi omogenei e i sistemi
eterogenei
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3. Le sostanze pure e i miscugli
•La materia può essere
suddivisa in sostanze
pure e miscugli.
•Un sistema è puro solo
se è formato da una
singola sostanza. Le
sostanze pure hanno
caratteristiche e
composizione costanti.
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3. Le sostanze pure e i miscugli
•Un sistema formato da
due o più sostanze è un
miscuglio.
•Anche i miscugli
possono essere
omogenei o eterogenei.
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3. Le sostanze pure e i miscugli
•Un miscuglio omogeneo di due o più
sostanze è chiamato soluzione.
•Il materiale più abbondante del miscuglio è il
solvente, mentre i materiali meno abbondanti
si chiamano soluti.
3. Le sostanze pure e i miscugli
Definizione
Sostanza
Miscuglio
Sistema
omogeneo
è costituito
da una sola
fase
acqua pura,oro
puro, cloruro di
sodio puro
acqua di rubinetto, sale
marino, acciaio, leghe
metalliche
Sistema
eterogeneo
è costituito
da due o più
fasi
acqua pura e
ghiaccio
acqua e sabbia, legno,
granito, latte, marmo,
fumo, sabbia
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3. Le sostanze pure e i miscugli
•Un miscuglio eterogeneo è costituito da
componenti chimicamente definiti e da fasi
fisicamente distinguibili.
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3. Le sostanze pure e i miscugli
•I miscugli eterogenei possono presentare
aspetti anche molto diversi al variare dello
stato di aggregazione delle fasi che li
costituiscono.
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3. Le sostanze pure e i miscugli
•La schiuma è un tipico esempio di miscuglio
costituito dalla dispersione di gas in un
liquido.
•La nebbia è un miscuglio tra acqua-aria.
•Il fumo è un miscuglio eterogeneo di un
solido in un gas.
3. Le sostanze pure e i miscugli
•I colloidi costituiscono una classe di
materiali che ha caratteristiche intermedie tra
quelle dei miscugli omogenei e quelle dei
miscugli eterogenei.
3. Le sostanze pure e i miscugli
•Una dispersione
colloidale si distingue
da una soluzione per
l’effetto Tyndall: un
raggio luminoso viene
deviato dalle grandi
particelle della fase
dispersa favorendo una
luminosità diffusa.
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3. Le sostanze pure e i miscugli
•Se la fase disperdente, liquida o gassosa,
prevale su quella solida si ha un sol.
•Se prevale la fase solida sulla fase
disperdente, si ha un gel.
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3. Le sostanze pure e i miscugli
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4. I passaggi di stato
•I passaggi di stato implicano la
trasformazione della materia da uno stato
fisico all’altro per variazioni di temperatura e
pressione.
4. I passaggi di stato
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4. I passaggi di stato
•A parità di massa, nel passaggio di un
materiale dallo stato liquido allo stato
aeriforme, il volume aumenta e la densità
diminuisce.
•Nel passaggio allo stato solido la densità, di
solito, aumenta.
•Il ghiaccio è un’eccezione perché è meno
denso dell’acqua.
4. I passaggi di stato
•La fusione è il passaggio dallo stato solido
allo stato liquido.
•L’evaporazione è il passaggio dallo stato
liquido allo stato di vapore.
•La sublimazione è il passaggio diretto dallo
stato solido allo stato di vapore.
4. I passaggi di stato
•La condensazione è il passaggio dallo stato
di vapore allo stato liquido.
•La solidificazione è il passaggio dallo stato
liquido allo stato solido.
•Il brinamento è il passaggio diretto dallo
stato di vapore allo stato solido.
4. I passaggi di stato
•Nel passaggio da liquido ad aeriforme il
volume aumenta e la densità diminuisce
• d = m/V
4. I passaggi di stato
•Ogni sostanza pura ha una curva di
riscaldamento e temperature di fusione e di
ebollizione caratteristiche in funzione della
pressione a cui avviene il passaggio di stato.
4. I passaggi di stato
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4. I passaggi di stato
•La temperatura alla quale coesistono acqua e
ghiaccio è denominata temperatura di
fusione. È una proprietà intensiva dell’acqua
distillata e delle sostanze pure.
•Terminata la fusione si ha la sosta termica.
•Se il vapore esercita una pressione uguale
alla presisone atmosferica si ha la tensione di
vapore.
4. I passaggi di stato
•La temperatura alla quale la tensione di
vapore eguaglia la pressione esterna è detta
temperatura di ebollizione.
4. I passaggi di stato
•Ogni sostanza pura ha una curva di
raffreddamento attraverso la quale si
distinguono
• temperatura di condensazione: a parità di
pressione uguale a quella di ebollizione;
• temperatura di solidificazione: a parità di
pressione uguale a quella di fusione.
4. I passaggi di stato
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4. I passaggi di stato
•Se i due passaggi di stato (condensazione ed
ebollizione) avvengono alle stesse condizioni
di pressione, la temperatura di condensazione
è uguale alla temperatura di ebollizione.
•Se i due passaggi di stato (solidificazione e
fusione) avvengono alle stesse condizioni di
pressione, la temperatura di solidificazione è
uguale alla temperatura di fusione.
4. I passaggi di stato
•I passaggi di stato delle soluzioni e dei
miscugli, in generale, non avvengono a
temperature costanti.
5. I principali metodi di
separazione di miscugli e
sostanze
•La filtrazione è il
metodo per separare,
per mezzo di filtri, i
materiali solidi da un
miscuglio liquido o
gassoso.
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5. I principali metodi di
separazione di miscugli e
sostanze
•La centrifugazione è
il metodo per separare
miscugli eterogenei di
liquidi e/o solidi aventi
densità diversa.
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5. I principali metodi di
separazione di miscugli e
sostanze
•L’estrazione è il metodo per separare i
componenti di un miscuglio per mezzo di un
solvente.
5. I principali metodi di
separazione di miscugli e
sostanze
•La cromatografia è il
metodo per separare i
componenti di un
miscuglio che si
spostano con velocità
diverse su un supporto
(fase fissa), trascinati da
un solvente (fase
mobile).
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5. I principali metodi di separazione
di miscugli e sostanze
•La distillazione si basa sulla diversa volatilità
dei componenti di miscele liquide. Minore è la
temperatura di evaporazione, maggiore è la
volatilità.
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5. I principali metodi di
separazione di miscugli e
sostanze
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